Ледниковые периоды земли – Ледниковый период – ответы на главные вопросы

Ледниковый период – ответы на главные вопросы

С появлением геологического картирования, особенно в Северной Европе, стало понятно, что раньше ледники имели огромный масштаб. Тогда шли обширные дискуссии на тему того, как эта информация соотносится с Всемирным потопом, потому что возник конфликт между геологическими доказательствами и библейскими учениями. Изначально ледниковые отложения называли делювиальными, потому что их считали доказательством Всемирного потопа. Только потом стало известно, что такое объяснение не подходит: эти отложения были доказательством холодного климата и обширных оледенений. К началу ХХ века стало понятно, что оледенений было множество, а не одно, и с того момента начала развиваться эта область науки.

Исследования ледниковых периодов

Известны геологические подтверждения ледниковых периодов. Основные доказательства оледенений происходят из характерных отложений, сформированных ледниками. Они сохраняются в геологическом срезе в форме толстых упорядоченных слоев особых наносов (седиментов) — диамиктона. Это просто ледниковые накопления, но они включают в себя не только отложения ледника, но и наносы талой воды, сформированные ее потоками, ледниковыми озерами или ледниками, двигающимися в море.

Существует несколько форм ледниковых озер. Их основное отличие заключается в том, что они представляют собой водное тело, огражденное льдом. Например, если у нас есть ледник, который поднимается в долину реки, то он блокирует долину, как пробка в бутылке. Естественно, когда лед блокирует долину, река все еще будет течь, а уровень воды будет повышаться до тех пор, пока не перельется через края. Таким образом, ледниковое озеро формируется через прямой контакт со льдом. Существуют определенные отложения, которые содержатся в таких озерах и которые мы можем выявить.

Из-за того, как тают ледники, что зависит от сезонных изменений температуры, происходит ежегодный сход льда. Это приводит к ежегодному приросту незначительных отложений, попадающих из-под льда в озеро. Если мы потом посмотрим в озеро, мы увидим там слоистость (ритмичные слоистые осадки), которые также известны под шведским названием «варвы» (varve), что означает «ежегодные накопления». Таким образом, мы действительно можем увидеть ежегодную слоистость в ледниковых озерах. Мы можем даже сосчитать эти варвы и узнать, как долго существовало это озеро. В целом при помощи этого материала мы можем получить очень много информации.

В Антарктике мы можем увидеть огромного размера шельфовые ледники, которые сходят с земли в море. И естественно, лед плавуч, поэтому он держится на воде. По мере того как он плывет, он несет с собой гальку и незначительные отложения. Из-за теплового воздействия воды лед тает и сбрасывает этот материал. Это приводит к формированию процесса так называемого рафтинга пород, которые уходят в океан. Когда мы видим ископаемые отложения этого периода, мы можем узнать, где был ледник, как далеко он протянулся и так далее.

Причины оледенений

Исследователи полагают, что ледниковые периоды возникают потому, что климат Земли зависит от неравномерного прогрева ее поверхности Солнцем. Так, например, экваториальные регионы, где Солнце находится практически вертикально над головой, являются самыми теплыми зонами, а полярные регионы, где оно находится под большим углом к поверхности, — самыми холодными. Это означает, что различие в обогреве разных участков поверхности Земли управляет океанно-атмосферной машиной, которая постоянно пытается перенести тепло с экваториальных регионов к полюсам.

Если бы Земля была обычным шаром, этот перенос был бы очень эффективным, а контраст между экватором и полюсами очень мал. Так было в прошлом. Но так как сейчас есть континенты, они становятся на пути этой циркуляции, и структура ее потоков становится очень сложной. Простые потоки сдерживаются и изменяются — во многом из-за гор, что приводит к тем схемам циркуляции, которые мы видим сегодня и которые управляют пассатами и океаническими течениями. Например, одна из теорий о том, почему ледниковый период начался 2,5 миллиона лет назад, связывает это явление с возникновением Гималайских гор. Гималаи все еще очень быстро растут, и оказывается, что существование этих гор в очень теплой части Земли управляет такими вещами, как система муссонов. Начало четвертичного ледникового периода также ассоциируется с закрытием Панамского перешейка, который соединяет север и юг Америки, что предотвратило перенос тепла с экваториальной зоны Тихого океана в Атлантический.

postnauka.ru

Почему ледниковый период на Земле случается каждые 100 тысяч лет? / Habr

За последний миллион лет ледниковый период на Земле наступал примерно каждые 100000 лет. Этот цикл существует на самом деле, и разные группы ученых в разное время пытались найти причину его существования. Правда, превалирующей точки зрения по этому вопросу пока нет.

Более миллиона лет назад цикл был другим. Ледниковый период сменялся потеплением климата примерно раз в 40 тыс. лет. Но затем периодичность наступления ледников сменилась с 40 тыс. лет до 100 тыс. Почему так случилось?

Эксперты из Кардиффского университета предложили собственное объяснение этому изменению. Результаты работы ученых были опубликованы в авторитетном издании Geology. По мнению специалистов, основная причина смены периодичности наступления ледниковых периодов — это океаны, вернее, их способность поглощать углекислый газ из атмосферы.

Изучая отложения, составляющие дно океанов, команда обнаружила, что концентрация СО2 изменяется от слоя к слою отложений как раз с периодом в 100 тыс. лет. Вполне вероятно, говорят ученые, что излишки углекислого газа были извлечены из атмосферы поверхностью океана с дальнейшим связыванием этого газа. В результате среднегодовая температура постепенно понижается, и наступает очередной ледниковый период. И так получилось, что продолжительность ледникового периода более миллиона лет назад увеличилась, а цикл «тепло-холод» стал более длительным.

«Вероятно, океаны поглощают и выделяют углекислый газ, и когда льдов становится больше, океаны поглощают больше углекислого газа из атмосферы, делая планету холоднее. Когда льдов мало, океаны выделяют углекислый газ, так что климат становится теплее», — говорит профессор Кэрри Лиар (Carrie Lear). «Изучая концентрацию углекислого газа в останках крошечных существ (здесь имеются в виду осадочные породы, — прим.ред.), мы узнали о том, что в периоды, когда площадь ледников увеличивалась, океаны поглощали больше углекислого газа, так что можно предположить, что в атмосфере его становится меньше».

Морские водоросли, как утверждают специалисты, играли основную роль в поглощении CO2, поскольку углекислый газ является важнейшим компонентом процесса фотосинтеза.

Углекислый газ попадает из океана в атмосферу в результате апвеллинга. Апвеллинг (англ. upwelling) или подъём — это процесс, при котором глубинные воды океана поднимаются к поверхности. Наиболее часто наблюдается у западных границ материков, где перемещает более холодные, богатые биогенами воды с глубин океана к поверхности, замещая более тёплые, бедные биогенами поверхностные воды. Также может встречаться практически в любом районе мирового океана.

Слой льда на поверхности воды предотвращает попадание углекислого газа в атмосферу, так что, если замерзает значительная часть океана, это продлевает продолжительность ледникового периода. «Если мы считаем, что океаны выделяют и поглощают углекислый газ, то мы должны понимать, что большое количество льда предотвращают этот процесс. Это как крышка на поверхности океана», — говорит профессор Лиар.

При увеличении площади ледников на поверхности льда не только снижается концентрация «согревающего» CO2, но и увеличивается альбедо тех регионов, которые покрыты льдом. В результате планета получает меньше энергии, а значит, еще быстрее охлаждается.

Сейчас на Земле межледниковый, тёплый период. Последний ледниковый период закончился около 11000 лет назад. С тех пор среднегодовая температура и уровень моря постоянно повышаются, а количество льда на поверхности воды океанов снижается. В результате, как считают ученые, в атмосферу поступает большое количество CO

2. Плюс ко всему, углекислый газ производит и человек, причем в огромных количествах.

Все это привело к тому, что в сентябре концентрация углекислого газа в атмосфере Земли повысилась до 400 частей на миллион. Этот показатель увеличился с 280 до 400 частей на миллион всего за 200 лет развития промышленности. Скорее всего, СО2 в атмосфере в обозримом будущем не станет меньше. Все это должно повлечь за собой увеличение среднегодовой температуры на Земле примерено на +5°C в ближайшую тысячу лет.

Специалисты кафедры изучения климата в Потсдамской обсерватории недавно построили модель земного климата с учетом глобального цикла углерода. Как показала модель, даже при минимальных показателях выброса углекислого газа в атмосферу ледниковый щит Северного полушария не сможет увеличиваться. Это означает, что наступление следующего ледникового периода может сдвинуться вперед минимум на 50-100 тысяч лет. Так что впереди нас ждет очередное изменение цикла «ледники-потепление», на этот раз за это отвечает человек.

DOI: 10.1130/G38636.1

habr.com

Ледниковые периоды на Земле | Мир Знаний

Отправляясь в путешествие по швейцарским Альпам или по канадским Скалистым горам, вы вскоре заметите огромное количество разбросанных пород. Некоторые из них размером с дом, они часто лежат в речных долинах, хотя очевидно, что они слишком велики, чтобы их могло переместить даже самое сильное наводнение. Подобные эрратические валуны можно обнаружить на средних широтах по всему миру, хотя они могут быть скрыты растительностью или слоями грунта.

ОТКРЫТИЕ ЛЕДНИКОВОГО ПЕРИОДА

Странствующие ученые XVIII века, заложившие основы географии и геологии, считали появление этих валунов загадочным, но в местном фольклоре сохранилась правда об их происхождении. Швейцарские крестьяне рассказали приезжим, что давным-давно их оставили огромные тающие ледники, которые когда-то были на дне долины.

 

Поначалу ученые отнеслись к этому скептически, но поскольку обнаружились другие доказательства ледникового происхождения окаменелых пород, большинство приняло такое объяснение природы валунов в швейцарских Альпах. Но некоторые осмелились предположить, что когда-то более масштабное оледенение распространилось от полюсов по обоим полушариям.

Минералог Йене Эсмарк в 1824 году выдвинул теорию, подтверждающую серию глобальных резких похолоданий, а немецкий ботаник Карл Фридрих Шимпер в 1837 году предложил термин «ледниковый период» для описания таких явлений, но признание эта теория получила только через несколько десятилетий.

О ТЕРМИНОЛОГИИ

Ледниковые эры — это этапы похолодания продолжительностью сотни миллионов лет, во время которых образуются обширные материковые ледниковые покровы и отложения. В ледниковых эрах выделяют ледниковые периоды, которые длятся десятки миллионов лет. Ледниковые периоды состоят из ледниковых эпох — оледенений (гляциалов), чередующихся с межледниковьями (интергляциалами).

Сегодня под термином «ледниковый период» часто ошибочно подразумевают последнюю ледниковую эпоху, которая длилась 100 000 лет и закончилась около 12 000 лет назад. Она известна крупными, адаптированными к холоду млекопитающими, такими как покрытые шерстью мамонты и носороги, пещерные медведи и саблезубые тигры. Однако было бы неправильно рассматривать эту эпоху как всецело неблагоприятную. Поскольку основные мировые запасы воды скрылись подо льдом, на планете наблюдалась более холодная, но и более сухая погода при низком уровне моря. Это идеальные условия для расселения наших предков с африканских земель по всему миру.

ХРОНОЛОГИЯ

Наш нынешний климат — лишь межледниковый перерыв в ледниковом периоде, который может возобновиться примерно через 20 000 лет (если не появится искусственный стимул). До обнаружения угрозы глобального потепления многие люди считали похолодание наибольшей опасностью для цивилизации.

Самым значительным, вплоть до экватора, оледенением Земли характеризовался криогенийский период (850-630 млн лет назад) позднепротерозойской ледниковой эры. Согласна гипотезе «Земля-снежок», в эту эпоху наша планета была полностью покрыта льдом. В палеозойскую ледниковую эру (460-230 млн лет назад) оледенения были более короткими и менее распространенными. Современная кайнозойская ледниковая эра началась относительно недавно — 65 млн лет назад. Ее завершает четвертичный ледниковый период (2,6 млн лет назад — настоящее время).

Земля, вероятно, прошла больше ледниковых периодов, но геологическая летопись докембрийской эпохи практически полностью уничтожена медленными, но необратимыми изменениями ее поверхности.

ПРИЧИНЫ И СЛЕДСТВИЯ

На первый взгляд кажется, что в наступлении ледниковых периодов не прослеживается закономерность, поэтому геологи долго спорили об их причинах. Вероятно, их вызывают определенные условия, взаимодействуя друг с другом.

Один из самых значительных факторов — дрейф континентов. Это постепенное смещение литосферных плит на протяжении десятков миллионов лет.

Если расположение континентов блокирует теплые океанические течения от экватора к полюсам, начинают образовываться ледниковые покровы. Обычно это происходит, если большой массив суши находится над полюсом или полярными водами, окруженными близлежащими континентами.

В четвертичном ледниковом периоде этим условиям соответствуют Антарктика и окруженный сушей Северный Ледовитый океан. Во время крупного криогенийского ледникового периода большой суперконтинент оказался запертым у земного экватора, но эффект был таким же. Однажды образовавшись, ледниковые покровы ускоряют процесс глобального похолодания, отражая в космос солнечное тепло и свет.

Другой важный фактор — уровень парниковых газов в атмосфере. Один из ледниковых периодов палеозойской ледниковой эры, возможно, был вызван наличием больших антарктических массивов суши и распространением наземных растений, которые заменили большое количество углекислого газа в атмосфере Земли кислородом, нивелировав этот тепловой эффект. По другой теории, основные этапы горообразования привели к увеличению уровня осадков и ускорению таких процессов, как химическое выветривание, что также удалило из атмосферы углекислый газ.

ЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ ЗЕМЛЯ

Описанные процессы происходят в течение миллионов лет, но есть и краткосрочные явления. В наши дни большинство геолого признает важную роль изменений орбиты Земли вокруг Солнца, известных как циклы Миланковича. Поскольку другие процессы поставили Землю в сложные условия, она стала крайне чувствительной к уровню излучения, которое она получает от Солнца в зависимости от цикла.

В каждом ледниковом периоде, вероятно, существовали еще более краткосрочные явления, которые невозможно отследить. Точно известно только о двух из них: о средневековом климатическом оптимуме в X-XIII ст. и малом ледниковом периоде в XIV—XIX ст.

Малый ледниковый период часто связывают со спадом солнечной активности. Есть доказательства, что изменения количества солнечной энергии существенно влияют на Землю в последние несколько сот миллионов лет, но, как и в случае с циклами Миланковича, возможно, что их краткосрочное воздействие может усиливаться, если климат планеты уже начал меняться.

Оставить эмоцию

Нравится Тронуло Ха-Ха Ого Печаль Злюсь